探討300 MW鍋爐脫硝系統(tǒng)與低氮燃燒器運行與檢修維護

李 巖

(大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠，張家口 075000)

0 引 言

近年來我國政府逐漸實施了新的大氣排放規(guī)定，要求燃煤電廠必須要嚴(yán)格控制好煙塵以及NOX等有害物的排放工作，因此，現(xiàn)階段國內(nèi)各個燃煤電廠均在紛紛開始研究煙氣脫硝技術(shù)，尤其是注重引入SCR技術(shù)，主要是由于該技術(shù)不僅脫硝效率高，同時還具有能耗小、成本低的特點。因此，本文對該脫硝系統(tǒng)和低碳燃燒器的運行以及維護展開研究，進一步降低氨排放量，確保系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

1 機組狀況分析

本文以某工程的2*300 MW的供熱機組為例，該機組為東方鍋爐廠制造的設(shè)備，其特性是可以自然循環(huán)，除了具備一次中間再熱功能外，還具有四角切圓燃燒和固態(tài)排渣的功能，該制粉系統(tǒng)使用了5套中速的磨煤機以及直吹式的一次風(fēng)機系統(tǒng)。本文中工程使用的是西山貧煤，而校核煤種則為西山混煤以及洗中煤。根據(jù)調(diào)查研究顯示，該鍋爐產(chǎn)生的氮氧化物的設(shè)計值約為650 mg/Nm3,遠高于環(huán)保部門的標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了降低氮氧化物的排放量，相關(guān)的管理人員于2016年開支改造供熱機組，并于2018年徹底完成了鍋爐脫硝的改造工作。實驗顯示在改造后，該鍋爐廠氮氧化物的排放量已經(jīng)從650 mg/Nm3降低到50 mg/Nm3,已經(jīng)達到了環(huán)保部門的排放標(biāo)準(zhǔn)，有效降低了氮氧化物的總排放量，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一。

2 結(jié)合具體實例分析300 MW鍋爐脫硝系統(tǒng)的運行以及檢修維護方式

2.1 300 MW鍋爐脫硝系統(tǒng)的運行維護方式分析

首先，相關(guān)的工作人員必須要重視鍋爐燃燒的調(diào)整工作，盡可能令燃盡風(fēng)與二次風(fēng)的開度比例保持穩(wěn)定，確保鍋爐燃燒工作的正常穩(wěn)定，如果含氧量在一個較為正常的范圍內(nèi)，則在化工礦下應(yīng)盡可能降低SCR入口處中的氮氧化合物濃度[1]。當(dāng)熱解爐的出口溫度超出340 ℃并保持穩(wěn)定后，則必須要令加熱器的出口溫度超出600 ℃運行，通過此種方式，就可以令壓縮空氣系統(tǒng)保持正常的壓力，同時單槍壓縮的空氣流量也可以保持在20 L以上。

其次，一旦脫硝系統(tǒng)中的脫硝反應(yīng)器中的出入口與氣壓差小于800 Pa時，如果壓差存在上升的趨勢，工作人員就應(yīng)該及時檢查聲波吹灰器是否處于正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。例如，檢查聲波吹灰器是否存在噪音和水平震動的問題。工作人員在檢查完空預(yù)器后，還應(yīng)查看其吹灰工作的效果，確?？梢詾榭疹A(yù)器提供充足的吹灰壓力。另外，工作人員還需要實時監(jiān)測好脫硝系統(tǒng)的脫硝效率。一旦氨逃逸率低于3 ppm，必須要及時查找出氨逃逸率超標(biāo)的原因，并制定相應(yīng)的改善措施。例如，工作人員應(yīng)該檢查空預(yù)器的前后冒煙情況，尤其是要檢查好煙氣壓差是否處于正常的狀態(tài)，一旦在運行的過程中發(fā)生煙氣壓差逐漸上升，則工作人員可以通過增加空預(yù)器的吹灰工作，從而降低煙氣壓差[2]。

再次，為了保證系統(tǒng)的正常運行，應(yīng)該令脫硝系統(tǒng)中的一次風(fēng)量盡可能維持在3 900～4 300 Nm3/h，然后再結(jié)合系統(tǒng)中的噴氨量大小，調(diào)整到相應(yīng)的風(fēng)量，令脫氨系統(tǒng)排放的氮氧化合物降低到50 mg/Nm3以下，見表1，在改造后脫硝率基本保持在90%。另外，工作人員還應(yīng)該實時掌握好噴槍流量的變化，務(wù)必令各個尿素噴槍小于25 L，一旦其低于25 L，則必須要令其停止一桿噴槍的運行，盡可能防止由于單個噴槍的流量過低，導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞或者是跳閘的現(xiàn)象發(fā)生。

表1 優(yōu)化前后脫氨數(shù)據(jù)對比

最后，工作人員在升降負荷，或者是沖洗噴槍時，為了避免影響系統(tǒng)運行，應(yīng)該令電熱爐出口處的溫度低于305 ℃，并且兩側(cè)氨的混合氣溫度還應(yīng)該小于280 ℃，如果升降負荷或者是入口處的濃度存在變化，也應(yīng)該注意好氨氧化物的變化，盡可能令單槍的濃度小于120 L/h，一旦煙道中的氮氧化合物濃度發(fā)生變化，工作人員也需要及時進行調(diào)整，避免出現(xiàn)噴氨過量，或者是自動解列的問題。例如，工作人員可以每隔一小時統(tǒng)計一下脫硝系統(tǒng)的運行參數(shù)，并分析好參數(shù)的變化趨勢，一旦發(fā)生故障，就可以根據(jù)相關(guān)的參數(shù)，對系統(tǒng)進行投退處理或者是缺陷處理。

除此之外，工作人員還應(yīng)該每隔一小時就檢查一次系統(tǒng)設(shè)備是否能夠正常運行。例如，檢查氨溶液管道或者是低壓力表計是否存在泄漏和結(jié)晶的問題，如果空氣系統(tǒng)的壓力保持正常，并且存在泄漏現(xiàn)象，就可以檢查吹灰情況，如果存在異常情況，必須要及時上報給檢修部門進行維系。

2.2 300 MW鍋爐脫硝系統(tǒng)的檢修維護方式分析

首先，工作人員應(yīng)該檢查好脫硝系統(tǒng)的各項參數(shù)，確保其顯示無誤，與此同時對DCS系統(tǒng)進行每日巡檢，務(wù)必保證控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，與此同時對脫硝的歷史趨勢展開記錄檢查。例如，必須重點核查CEMS系統(tǒng)參數(shù)，并將其記錄下來，務(wù)必保證其正常穩(wěn)定運行。另外，工作人員還需要重點檢查好以下各項參數(shù)：第一，檢查好采樣孔的疏散以及清理工作；第二；檢查好SCR系統(tǒng)出口和入口處的氮氧化物，并且還需要核對好氮逃逸值；第三，檢查好電加熱入口處和出口處的風(fēng)壓以及尿素溶液的總流量；第四，如圖1所示，工作人員在對參數(shù)測點展開檢查時，務(wù)必要提前和發(fā)電部進行溝通交流，從而令一次而保護測點的保護退出，避免影響整個脫硝系統(tǒng)的運行[3]。

圖1 脫硝測點圖

其次，定期對脫硝噴槍的展開檢查，在檢查前工作人員必須要和運行人員進行溝通，提前做好安全防護措施，避免發(fā)生被燙傷的事故，充分保證工作人員的生命安全。具體的檢查方式如下：第一，工作人員需要先做好噴槍的清理工作，尤其是要清理好噴嘴及其周圍的固定旋鈕，同時在清理完成后，還必須要保持噴嘴的牢固性，避免由于止帶壓溶液滲出，在噴嘴周圍生垢，無法保證霧化效果；第二，工作人員在將噴嘴安裝好后，還應(yīng)該利用熱解爐觀察其霧化效果，在這一過程中必須要注意的是，在固定噴槍時，必須要令噴嘴向下，然后再判斷霧化效果；第三，在檢查好噴槍的各個組成部分后，及時做好相應(yīng)的記錄工作。

最后，工作人員必須要對脫氨系統(tǒng)定期展開檢查，務(wù)必保證吹灰器的穩(wěn)定運行，與此同時，還需要重視對設(shè)備保溫與伴熱工作的檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)存在保溫不良或者是缺失的問題，必須要及時聯(lián)系維修人員，加強對脫硝系統(tǒng)備品的管理。

3 低氮燃燒器的運行以及維護方式分析

3.1 低氮燃燒器運行維護方式分析

首先，工作人員應(yīng)調(diào)整好氮氧化物的燃燒情況，以不超出限量為標(biāo)準(zhǔn)。例如，由于開大燃盡風(fēng)門在減少氮氧化物的含量中具有較為明顯的效果。因此，工作人員就可以根據(jù)這一特性進行調(diào)整，務(wù)必保證燃盡風(fēng)的開度超出200%，同時含氧量也大于3.5%，才能降低氮氧化物，確保CO的指標(biāo)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

其次，調(diào)整好燃盡風(fēng)開度和燃燒區(qū)二次風(fēng)開度，這是由于燃盡風(fēng)開度較大，就會導(dǎo)致氮氧化物降低，同時還容易發(fā)生燃燒區(qū)缺氧的問題，造成鍋爐內(nèi)部容易出現(xiàn)結(jié)焦的現(xiàn)象，致使排煙溫度增加，從而令鍋爐的風(fēng)量也會逐漸上升，耗費的能源也會增加。例如，在鍋爐調(diào)整后，應(yīng)該令其中的含氧量在2.5%到3.5%之間，避免由于CO指標(biāo)過大，影響氮氧化物的降低效率。

最后，加強對氮氧化物的調(diào)整工作，例如工作人員可以將二次風(fēng)增加到70%，然后觀察火檢的變化情況，當(dāng)上層的燃盡風(fēng)開到90%，則工作人員可以適當(dāng)?shù)販p少其他層的二次風(fēng)開度情況，當(dāng)中間各層二次風(fēng)的開度維持在20%到30%之間，則可以調(diào)整二次風(fēng)，并令周界風(fēng)保持在5%到10%即可，有助于工作人員根據(jù)煤質(zhì)掌握燃燒情況。

3.2 低氮燃燒器檢修維護方式分析

低氮燃燒器檢修主要需要做好以下幾方面工作：第一，工作人員必須要注重運行調(diào)整工作，并且科學(xué)合理的配風(fēng)；第二，采用恰當(dāng)?shù)膿綗绞?，盡可能選擇和設(shè)計煤種相似的煤質(zhì)；第三，定期檢查燃燒器的燃燒情況，并且及時將焦塊清理干凈；第四，一旦設(shè)備停止運行，必須要對其進行檢查。例如，檢查燃燒器的磨損情況，如果存在損壞的部位，則必須要及時進行更換，同時工作人員也應(yīng)該提升自己的專業(yè)素質(zhì)和檢修水平，可以根據(jù)檢修標(biāo)準(zhǔn)展開檢修。

4 結(jié)束語

總而言之，對300 MW鍋爐脫硝系統(tǒng)以及低氮燃燒器的運行以及檢修工作進行研究，不僅可以確保鍋爐機組工作的穩(wěn)定運行，同時還能夠降低成本，減少氮氧化物的排放量。因此，工作人員應(yīng)重視此方面的研究，選擇專門的工作人員負責(zé)運行維護工作，提升工作效率，降低成本，促進企業(yè)朝著可持續(xù)的方向發(fā)展。